詰まった!!
僕の窮屈な頭蓋骨の中身。
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風呂の中ほど発想が飛ぶ場所も珍しい。

そして、思いついたことは、深く深く考えていくことができる。
途中、計算式を書かなければいけないようなときがあるが、
風呂の中では、暗算力が飛躍的に上がっているので、なんとかなる場合が多い。

今日は風呂のなかで実験を行った。

まず、波をつくる。
綺麗な波をつくるのは難しい。
手で水面をたたく、足を振動させる、息を水面に向かって吹く、など、いろいろやっていくうちに、
大きい波を作りたいときは、足の貧乏ゆすり、
小さい波でいいときは、水面に息を強く吹く
ことが有効であることがわかった。

まず、干渉の実験。
両方の足を貧乏ゆすりさせる。
綺麗に干渉してくれました。周波数を変えることもできましたが、
ノイズ(他の波)に邪魔されて、うねりとかは観察できず。

反射
水面に強く息を吹きかけ、水の底に映った光の影を観察。
綺麗に反射しました。

回折
これがやっかい。
人間の体でスリットを作ろうとしても、うまくいかない。
手と手のスリットでは、幅がずれやすい上に、手自体の振動によって、
ノイズが生まれてしまう。
しかたないので、湯船の蓋をつかって実験。
細いと、完全に半円を描いて進みましたが、結構広くすると、
回折が弱くなりました。
成功

ここまでやって、光の波動性について考えた。
光は粒子と波の両方の性質を持つ、有名な話だ。
しかし、想像するのは、難しい。
想像しようとすると、以下のようなものを思い浮かべるだろう。
①光子が上下や左右に振動しながら飛んでいく

②光子は透明で、光が強くなったり弱くなったりして飛んでいく。
なお、光子は実体も透明で、通りぬけることも可能(光子からは通り抜けられない)

③光子を飛ばすと、光を伝える媒介が飛んでいき、そこを波が伝わっていく

(本当にこんなイメージなのか?ただ単に私だけがそうなような気が)
しかし、どうもこれは全て誤りのようだ。
①は、光の干渉によって、弱めあうことができない
②は回折について説明がつかない。
③実質①と変わらない
どうも、イメージできるようなものではないらしい。
しかも、光子を見てみようと思っても、光子は光を出さないため、直接みることはできない。
光子に光を反射させると、光子同士がぶつかり、どっかに飛んでいってしまう。
実体のつかめない光子にものすごく面白く、特殊で、想像に反する性質がある。

それは、マイケルソン-モーリーの実験で確認されたもので、一番美しい実験にえらばれたとかなんとか。
目的
光の波動性、粒子性を確認する。
手順(調べてもらったほうが早い)
真空の箱を用意し、奥に、光子が当たったときしるしがつくような紙を置く。
そして、箱の中間に、しきりを用意し、2つ以上(ここでは二つとする)のスリットをあける。
このスリットは非常に細いものとする。光の回折がおこるくらい。
そして、一番手前に電子銃をおく。
まずは、片方のスリットを閉じて、電子銃から光子を何発も撃つ。つまり、普通のライトと同じような状態になる。
すると、回折がおこるが、スリットから一直線の部分に一番光が集まり、隣にいくにつれて薄くなっていく。
次からが本番

両方のスリットをあけて電子銃から光子を何発も撃つ。すると、両方のスリットから光が飛び出し、回折がおこり、干渉し、奥には、縞模様の干渉縞ができる。(これで波動性は確認された)
そして、電子銃をどんどんよわめていくと、そのうち光子はひとつづつしかでなくなる。
そして、一発ずつ撃っていく。このときどちらか一方のスリットを通り抜けるはずである。
そして、奥にひとつの点ができる。
もう一発うつ。すると、また奥にひとつ点ができる。
何発も何発もうつ。奥に大量の点が散らばる。
点の集まりやすいところと、集まりにくいところができていることに気づく。
それは、前の干渉縞と同じである。

これはあきらかに直感に反する。
どちらかのスリットを抜けたことには変わりないはずだから、2つの筋が入って終了なのが、われわれの自然な直感である。
事実、片方のスリットを閉じて、光を撃つと、ひとつの筋だけができる。
光子は見ることができないので、どちらのスリットを通りぬけたのかは分からないが、どちらにしろ、何も無いもう片方のスリットから出てくるなにかと干渉を起こした。

何かとは、いろいろな説があるが、たとえば、
①別の世界の光子と干渉をおこした。別の世界とこの世界は非常に似ていて、われわれのすぐそばにある。ただし、3次元のどの方向にもない。別の次元からみて、すぐそばにある。
②光子は確率と干渉をおこした。

①は信じがたいが、おもしろい考えだ。
平行宇宙が存在することは、超ひも理論などで、唱えられているため、あながち間違いでもないのかもしれない。

②は考えれば考えるほどわからないが、今はこれが主流らしい。
右のスリットを通りぬけた確率は50%、左のスリットを通りぬけた確率も50%、しかしどちらかは分からない。
どちらか分かるときには干渉は起きない。
たとえば、片方のスリットを閉じると、干渉はおきないし、
片方のスリットに電子を配置し、片方を通りぬけたらわかるようにすると、干渉はおきない(余計謎)
まさに、永久に蓋をあけられることのないシュレディンガーの猫のごとく、人間に確認できないときのみの確率と干渉を起こす、謎な性質。
でも①よりもわからん。
不確定性原理とか呼ばれるものによって関連づけられいるらしいがなんのことやら。
ともかく、これが宇宙の性質だ。
では、人為的に、確率を作ったらどうなるのだろう。
たとえば、スリットの真上にパチンコを置いておいて、上から玉を落とし、どちらかに玉が落ち、スリットを邪魔する。この確率は50%である。
もし確率と干渉がおきるはずなら、この片方が閉じた状態でも干渉がおこるはずだ。
しかし、そのあと、人間がどちらかにパチンコ玉がおちたことを確認するのならば、干渉はおきないはずだ。
干渉縞を見て、干渉がおきていれば、パチンコ玉を確認できないが、干渉がおきていなければ、パチンコ玉を確認しなければいけない。
これは、光子による、未来予測になってしまう。(おそらく干渉はおきないであろうが・・・)

パチンコ玉だと、どうにも干渉がおきなさそうだが、
モーターに半円をとりつけ、二つのスリットが同時にあくことはないが、同時にしまることもなく、どちらか一方があいている状態にかならずなっているとして、この実験をおこなったらどうなるのだろうか。
私のよそうでは干渉は起こらないと思うのだが・・・
自然は何を考えているか分からないから、やってみないとわからないだろう。

そんなこと考えているうちに、のぼせてしまうので、風呂から上がってブログを書いた始末です。
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